一种同轴多驱动闭环循环动力发电一体机的制作方法

本发明属于动力装备、新能源运载设备，具体为一种集成式同轴闭环动力发电一体机。本装置应用于乘用车、货运车辆、内河及远洋船舶作为主驱动动力装置，亦可用于工程机械、固定式备用电源、特种装备发电机组等场景。

背景技术：

1、目前车载、船用动力设备存在诸多缺陷。纯电动车船依靠外接储能电池供电，续航里程受限，长途、远洋作业需频繁补能；燃油车船持续消耗化石能源，配套储运设施占用空间，运行产生污染物，运维耗材成本高，油路系统存在消防安全隐患。

2、常规同轴动力机组多为单一驱动结构，无法实现内部电能闭环运行，工作期间需要持续外部供能。主轴轴承长期摩擦损耗大，颠簸工况下易发热、老化，设备检修频次高。同时传统机组扩容与负载带动能力有限，单一部件故障易造成整机停机，运行稳定性不足。本发明旨在解决上述现有技术存在的不足。

技术实现思路

1、1、发明目的

2、提供一种同轴多驱动闭环循环动力发电一体机。本发明采用共用主轴同轴联动结构，实现机组内部电能闭环运行；主轴可装配磁悬浮轴承或常规机械轴承，适配不同使用工况；大规格机组依托杠杆力臂效应放大主轴扭矩，提升带载能力；设备可自主对外供电，同时完成储能电瓶补能，降低外部能源依赖，提升设备运行稳定性与使用寿命。

3、技术方案

4、结合附图标号，本发明结构组成如下：

5、整机公共安装底座16、公共主轴、主轴支承组件、左侧功能机组2、右侧发电机6、三号直流驱动电动机3、四号交流电动机4、多组电气接线盒、左侧电力稳压变压器12、右侧电力稳压变压器15、启动储能电瓶13、冗余储能电瓶14。

6、附图标号对应释义

7、1、7：主轴两端支承装配位；

8、2：左侧功能机组；

9、3：三号直流驱动电动机；

10、4：四号交流电动机；

11、5：主轴中部支承安装基座；

12、6：右侧发电机；

13、8：右侧发电机机身电气接线盒；

14、9：四号交流电动机下部电气接线盒；

15、10：三号直流驱动电动机下部电气接线盒；

16、11：左侧功能机组机身电气接线盒；

17、12：左侧电力稳压变压器；

18、13：整机启动储能电瓶；

19、14：整机冗余储能电瓶；

20、15：右侧电力稳压变压器；

21、16：整机一体化公共安装底座。

22、装配结构关系

23、公共主轴横向贯穿整机，依次串联左侧功能机组2、三号直流驱动电动机3、四号交流电动机4、右侧发电机6；所有机组固定安装于公共安装底座16上。主轴在两端装配位1、7、中部基座5处安装主轴支承组件，支承组件可选用磁悬浮轴承或常规机械轴承，实现主轴回转支撑与定位。

24、左侧功能机组配置电气接线盒11，右侧发电机配置电气接线盒8；三号直流驱动电动机、四号交流电动机底部分别设置接线盒10、9；各接线盒完成机组线路集成，分别与左侧变压器12、右侧变压器15电性连接，变压器对应连接启动储能电瓶13、冗余储能电瓶14。

25、三号直流驱动电动机3、四号交流电动机4外形尺寸大于其余机组，工作时借助杠杆力臂原理，放大主轴输出扭矩，提升整机负载驱动能力。

26、整机工作流程

27、1、设备待机状态下，启动储能电瓶13保持额定工作电量；设备启动时，启动储能电瓶13经由接线盒10向三号直流驱动电动机3输送直流电，三号直流驱动电动机3运转，带动公共主轴获得初始转速。

28、2、公共主轴在支承点位1、5、7支撑下平稳回转，依靠同轴刚性联动，同步带动左侧功能机组2、四号交流电动机4、右侧发电机6一同运转。

29、3、右侧发电机6运转产生交流电，交流电经右侧电力稳压变压器15调压稳压后，输送至四号交流电动机4供电运行；

30、三号直流驱动电动机3与四号交流电动机4依靠结构尺寸形成杠杆增扭效果，主轴扭矩提升后，可持续稳定带动左侧功能机组2、右侧发电机6整机运行，形成内部电能闭环循环。闭环运行稳定后，整机不再依靠启动储能电瓶13供电，实现持续自主运转。

31、4、左侧功能机组2同步产出电能，电能分为两路输出：

32、第一路，向外输出电能，供给车辆、船舶车载用电设备使用；

33、第二路，向冗余储能电瓶14回送电能，完成储能电瓶补电，作为设备故障应急备用能源。

34、有益效果

35、1、运行模式实现内部电能闭环，设备稳定运转后无需持续外部供能，无需消耗化石能源，无污染物排放，降低长期运维成本。

36、2、主轴可适配磁悬浮轴承、常规机械轴承两种结构，可根据使用环境、项目成本灵活选配，减少摩擦损耗，延长主轴及整机使用寿命，颠簸工况运行稳定性更强。

37、3、电机选型匹配电能属性，运行效率更高。三号直流驱动电动机适配储能电瓶直流电直启，启动扭矩大、控制简便；四号交流电动机匹配右侧发电机交流输出，省去交直流转换组件，电能损耗低、连续运行工况稳定，配合大尺寸结构的杠杆增扭效果，整机带载能力强，可平稳驱动整套机组长期运行，负载适配范围更广。

38、4、设置启动储能电瓶、冗余储能电瓶双储能结构，具备应急供电能力，单一线路支路故障不会造成整机骤停，运行安全冗余更高。

39、5、全部机组集成安装于一体化公共底座，装配、吊装、现场布置便捷，可适配汽车底盘、船舶机舱狭小安装空间。

40、6、机组可在主轴延伸端加装同规格动力、发电模组，实现装机功率灵活扩容，适用场景广泛。

1.一种同轴多驱动闭环循环动力发电一体机，其特征在于：包括公共安装底座（16）、公共主轴、主轴支承组件、若干左侧功能机组（2）、至少一台三号直流驱动电动机（3）、至少一台四号交流电动机（4）、若干右侧发电机（6）、启动储能电瓶（13）、冗余储能电瓶（14）、左侧电力稳压变压器（12）、右侧电力稳压变压器（15）、多组电气接线盒；

2.根据权利要求1所述的一种同轴多驱动闭环循环动力发电一体机，其特征在于：所述三号直流驱动电动机（3）用于整机初始启动驱动，适配储能电瓶直流输出，无需逆变装置即可直连供电；多台直流驱动电机可并联配置，提升启动动力与启动冗余度。

3.根据权利要求1所述的一种同轴多驱动闭环循环动力发电一体机，其特征在于：所述四号交流电动机（4）匹配右侧发电机（6）交流输出，省去交直流转换器件，实现电能直供；多台交流电动机同步同轴工作，叠加扭矩，提升整机带载能力与运行冗余。

4.根据权利要求1所述的一种同轴多驱动闭环循环动力发电一体机，其特征在于：所述主轴支承组件可二选一选配，选用磁悬浮轴承降低主轴摩擦损耗，选用常规机械轴承控制设备制造成本；多组支承基座多点支撑主轴，进一步提升结构稳定性。

5.根据权利要求1所述的一种同轴多驱动闭环循环动力发电一体机，其特征在于：设置启动储能电瓶（13）与冗余储能电瓶（14）双储能结构，冗余储能电瓶（14）由左侧功能机组（2）回馈补能，作为设备故障应急备用能源；可增设多组储能电瓶组，实现供电多重冗余。

6.根据权利要求1所述的一种同轴多驱动闭环循环动力发电一体机，其特征在于：公共主轴两端及中段预留拓展装配工位，可按需加装多台同规格驱动电机、交流电机、发电模组，实现装机功率灵活扩容、多机组并联冗余运行。

7.根据权利要求1所述的一种同轴多驱动闭环循环动力发电一体机，其特征在于：全部机组集成固定于一体化公共安装底座（16），整体模块化装配，适配车辆底盘、船舶机舱狭小空间安装布置；多机组模块化分组布局，单一组别故障不影响整机基础运转。

8.根据权利要求1所述的一种同轴多驱动闭环循环动力发电一体机，其特征在于：各机组电气线路通过专属底部接线盒集中独立布线，线路集成度高，便于分组管控、单独检修，实现电路回路多重冗余。

9.机组不限于文中排布次序，在公共主轴上调整排布顺序，仍落入本保护范围。